uperpave沥青路面.ppt

第六组,邱黎 孙德旭 樊昊 石杨 章磊,Superpave高性能沥青路面,Superpave沥青混合料设计法是一种全新的沥青混合料设计法，包含 沥青结合料规范，沥青混合料体积设计方法，计算机软件及相关的使用设备、试验方法和标准。,研究背景与目的,上世纪80年代末，我国开始了高速公路建设； 沥青路面的使用寿命较短， 早期损害较多； 车辙、拥包、推移、剥落、唧浆和坑塘,superpave技术研究,1995年引进技术 ，开始了在我国的研究，应用历程； 2000年底一段试验路，湖北京珠第一段试验路，拉开了superpave在中国的应用； 2005年沪宁高速扩建 ，技术成熟推广； 2008年指标优化研究等。,Superpave沥青混合料设计系统是根据项目所在地的气候和设计交通量，把材料选择与混合料设计都集中在体积设计法中，该方法要求在设计沥青路面时，充分考虑在服务期内温度对路面地影响，要求路面在最高设计温度时能满足高温性能地要求，不产生过量地车辙；在路面最低温度时，能满足低温性能地要求，避免或减少低温开裂；在常温范围内控制疲劳开裂。,沥青混合料设计方法的发展,目的: 获得符合设计要求的、经济的集料与沥青的混合物 已有的沥青混合料设计方法 马歇尔法 维姆法 新方法 Superpave旋转压实法,沥青混合料设计的要求,有足够的沥青保证路面的耐久性 在交通荷载作用下有足够的稳定性 有足够的空隙率 不能过大，以防止环境破坏 不能过小，以便在交通荷载作用下有进一步压密的空间 有足够的工作性,1987年美国公路战略研究计划（SHRP）进行一项为期五年耗资5000万美元的沥青课题研究，旨在制定一个新的沥青和沥青混合料规范、试验和设计方法。SHRP沥青课题的最终研究成果称为Superpave，即高性能沥青路面的意思，Superpave（Superior Performing Asphalt Pavements）是SHRP沥青研究的成果，包括一个胶结料规范、混合料设计体系和分析方法。而用Superpave方法设计的沥青混合料也可以简称Superpave。,Superpave混合料在设计过程中充分考虑到了气候环境条件和交通量的影响，在试件成型过程中模拟路面的实际施工过程。由于采用了新的沥青混合料设计方法，其集料级配更趋于嵌挤、密实，高温稳定性好，适于交通量大和抗车辙要求高的公路。在施工确保合适空隙率的前提下，抗水害性能和抗疲劳性能也较好。Superpave与传统的AK型和AC型沥青混合料相比，施工难易程度和工程造价基本相当，也被称为“穷人的SMA”。美国近十年的使用表明，这种混合料抗车辙性能好，实际使用中也不易发生早期破坏，Superpave是美国目前应用最多的混合料，几乎全面推广。,Superpave沥青混合料设计法,初选级配 试验级配的评价 选择设计级配的最佳沥青用量 性能检验,原材料试验 确定粘温曲线 设计集料结构的选择,基于交通速度和交通量水平的沥青胶结料选择,1. 设计交通量是设计20 年内的远景交通量，不管设计的路面实际设计年限是多少年，用20 年的设计交通量ESAL 车道，据此选择合适的N 设计。 2. 静止交通平均交通速度70km/h。 5. 增加高温等级（一个等级6），不调整低温等级。 6. 考虑增加一个高温等级。 事实上，沥青胶结料PG82-XX 等级应避免使用，当需要调整的高温等级PG82 时，应考虑用PG82-XX 或增加设计一个等级的ESALs（例如：1030 百万次增加到30 百万次）,Superpave旋转压实水平,当由公路部门自己规定和沥青层厚度100mm，估计交通量0.3106 ESALs，除了混合料使用在重要的交通线路上和施工车辆超载很多的情况下，估计的设计的交通量可以降一级。从混合料设计来说，如果这一层厚度的1/4在路面下100mm以内，这一层视为路面 100mm以下。 当设计ESALs在310106次ESALs之间，公路部门可以根据当地的经验和自己的判断是否用N初始=7、N设计=75和N最大=115。,如何使用PG 规范,确定 7天 最高路面温度 1天 最低路面温度 根据规范选择试验温度 确定沥青结合料性能,对于沥青结合料,采用旋转薄膜烘箱试验来模拟沥青混合料在拌和和摊铺工程中的老化； 采用压力老化容器模拟沥青在路面使用工程中的老化。,Superpave 沥青结合料规范,分级体系在气候的基础上提出,PG 64 - 22,Performance Grade（性能等级）,平均7天最高路面温度,最低路面温度,对于集料,粗集料棱角性 细集料棱角性 扁平和细长颗粒 粘土含量（砂当量,粗集料棱角性,0% 破碎面 100% 有 2个或更多破碎面,扁平细长颗粒,细集料棱角性,天然砂: 一般 42,粘土含量 (砂当量试验),集料资源特性,韧度（洛杉矶磨耗） 安定性 有害物质 级配,洛杉矶磨耗试验,安定性,对于沥青混合料,在拌好后，采用短期老化来模拟沥青混合料在拌和摊铺压实过程中的老化，沥青混合料试件采用旋转压实仪准备. 试件压实过程中，记录旋转压实次数与试件高度的关系，从而对沥青混合料体积特性进行评价。,Superpave混合料体积设计根据沥青混合料的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率等体积特性进行热拌沥青混合料设计,沥青混合料体积设计过程主要由四部分组成：材料选择；集料级配选择；确定沥青混合料最佳沥青含量；评估沥青混合料的验证，包括体积性质和水敏感性。,Suerpave沥青